Diseño de un separador industrial de material inquemado en cenizas volantes para su posterior uso en la industria cementera

Abstract

El presente trabajo expone el diseño de un sistema de separación de material inquemado en cenizas volantes. El diseño de este sistema comprende la descripción del problema, en el cual se muestra la importancia o relevancia que tendría este sistema en la industria, continuando con la definición de varios conceptos relacionados a las cenizas tales como la caracterización, metodología y requisitos finales de la ceniza volante para su uso en la industria del cemento. Posteriormente, se explican los resultados de la investigación sobre los métodos de separación de cenizas, con base en los cuales se parte para la escogencia del método óptimo para el desarrollo del sistema de separación de material inquemado en cenizas volantes. Por lo anterior, se proponen tres alternativas de separación, Elbow Air-Classifier, Lecho Vibrofluidizado y Triboelectrostática, haciendo un análisis de precio, consumo energético y sencillez del sistema a través de una matriz de elección. Por los resultados de la matriz se obtuvo que la mejor opción es la separación por lecho vibrofluidizado. Con base en esta alternativa se realizó un diseño de detalle de uno de sus componentes principales, el silo, un componente esencial para el funcionamiento del sistema y en el cual se almacenan, en primera instancia, las cenizas volantes para ser tratadas. Para finalizar, se formula un breve análisis económico para comparar el costo del cemento Portland con el costo de la separación de cenizas volantes para concluir que esta alternativa, aunque se ajusta muy bien a las necesidades planteadas, debería implementarse en una empresa simultáneamente con un sistema de transporte más económico.

This paper presents the design of a separation system of unburned material in flying ashes. The design of this system comprehends the description of the problem, which shows the importance this system would have in the cement industry, continuing with the definition of several concepts related to ashes such as the characterization, methodology and final requirements for the use of fly ash in the industry. Subsequently, the results of the research on the methods of ash separation are explained, based on which was chosen the optimal method for the development of the separation system of unburned material in flying ashes. Therefore, three separation alternatives are proposed, Elbow Air-Classifier, Vibrofluidized Bed, and Triboelectrostatic, making an analysis of price, energy consumption, and simplicity of the system through a choice matrix. From the results of the matrix was obtained that the most suitable option is the separation via Vibrofluidized Bed. Based on this alternative was performed a detail design for one of its main components, the silo, which is essential for the operation of the system and in which is stored the flying ashes, in the first instance, to be treated. Finally, it is formulated a brief economic analysis to compare the cost of Portland cement with the cost of fly ash separation to conclude that this alternative, although it fits very well with the proposed needs, should be implemented in a company simultaneously with a more economical transport system.